Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 11, Numéro 5, septembre 1976
Page(s) 677 - 683
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01976001105067700
Rev. Phys. Appl. (Paris) 11, 677-683 (1976)
DOI: 10.1051/rphysap:01976001105067700

Une méthode améliorée de mesure de la polarisabilité des atomes libres à l'aide du microscope électronique de champ

J.B. Brosse, J.M. Bermond et M. Drechsler

Centre de Recherches sur les Mécanismes de la Croissance Cristalline, C. N. R. S. Université d'Aix Marseille , Faculté des Sciences et Techniques de Saint-Jérôme 13397 Marseille Cedex 4, France


Abstract
The trajectories of neutral atoms are curved near the tip of a field electron microscope, due to their polarization in the inhomogeneous electric field. This phenomenon has permitted a rough measurement of the polarizability of atoms (Drechsler an Müller). We have now generalized the theory and modified the method of measurement in order to improve the precision and to simplify the application. It is found that the trajectories depend on one parameter which includes the polarizability (α), the mass, the initial velocity of the particle and the electric field strength at the tip apex. α can be determined if one measures the two times which are necessary to obtain the same degree of coverage on one face of the tip by adsorption of the beam atoms with and without field. The degree of coverage is monitored by measuring the field electron current emitted from this face. As an example, the method is used to measure the polarizability of Pb ; the result is : α = 19,5 ± 6 Å3 which is in agreement with theoretical estimations.


Résumé
Les trajectoires des atomes neutres sont courbées près de la pointe d'un microscope électronique de champ, à cause de leur polarisation par le champ électrique inhomogène. Ce phénomène a permis de déterminer la polarisabilité α des atomes du jet (Drechsler et Müller). Nous avons généralisé la théorie et modifié la méthode de mesure pour améliorer la précision et simplifier l'utilisation. On trouve que la forme des trajectoires dépend uniquement d'un paramètre qui inclut la polarisabilité (α) la masse, la vitesse initiale et le champ électrique au sommet de la pointe. On peut déterminer la polarisabilité si l'on mesure les deux temps nécessaires pour déposer sur une face de la pointe, à l'aide d'un jet de flux constant, le même degré de recouvrement avec et sans champ. La méthode a été appliquée à l'atome de plomb ; on a obtenu : α = 19,5 ± 6 Å3, ce qui est en accord avec les estimations théoriques.

PACS
0780 - Electron and ion microscopes and techniques.
3510D - Atomic electric and magnetic moments, polarizability.

Key words
atomic polarisability -- electron field emission -- electron microscope applications -- lead -- polarizability of free atoms -- field electron microscope -- trajectories of neutral atoms -- inhomogeneous electric field -- field electron current -- Pb -- curved trajectories